国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述

水下无人潜航器作为水下新质作战力量,将深刻影响和改变未来海上作战样式,世界海洋军事强国高度重视无人潜航器技术发展和作战应用.文中从单体平台、集群组网和装备能力三个角度,总结梳理国外水下无人潜航器发展现状,在此基础上,重点分析水下无人潜航器水面、水下和新质通信技术与能力,研判通信手段发展趋势,为我国水下无人装备发展提供借...     

无人潜航器解算目标运动要素的一种方法

随着计算机技术、人工智能、能源技术的发展,无人潜航器也被应用于军事领域。在分析了无人潜航器水下侦察搜索、反水雷战、水下诱骗战应用的基础上,提出潜艇采用线导方式控制双无人潜航器进行目标运动要素解算的方法,并分别通过图解法和计算法分析了其解算的原理。该方式只需探测目标的方位信息,降低了目标其他要素探测的难度,不仅增加了潜艇的探测距离还利于潜艇隐蔽,这对水下无人潜航器应用具有一定的参考意义。     

UUV发展、应用及关键技术

无人潜航器（uuV）是无人平台的一个重要发展方向。本文重点介绍了几个主要国家发展UUV的最新情况，概括了UUV在水下通信／导航、水下环境监测、水下爆炸物探测等领域的应用能力，阐述了UUV发展在智能控制、精确导航、多传感器协同、水下高速通信等方面需解决的关键技术难题，并简要论述了UUV今后的发展方向。     

无人潜航器（UUV）的发展综述

无人潜航器于20世纪50年代开始研制，首批UUV（AUV）模型是为商用目的而研制的，主要用于开采海上石油时，探测海底情况，检查管线。后因海军的需求而对商用UUV模型进行改进而设计并研制出许多专用于军事目的新模型。70年代～80年代技术较为成熟，但主要应用于排雷，任务比较单一。从上世纪末开始，无人潜航器的进展速度较快。其型号大致可分为遥控式无人潜航器（ROV）和自主式无人潜航器（AUV）两大类，它们实际是一种以水下活动为目的的机器人，主要用于海上及水下情报收集、监视和侦察、扫雷和通信等任务。     

《信号处理》“海上目标探测”专题(正刊)征稿通知

海洋目标类型多样,覆盖海面、水下、空中,包括民船(商船、渔船、货轮等)、军船(航母、驱逐舰、护卫舰等)、钻井平台、潜艇、无人潜航器、水雷、鱼雷,以及海上飞行的民航、军机(预警机、战斗机等)、导弹、无人机等,分布区域广阔。与此同时,受台风、洋流等因素影响,海洋环境复杂,气象多变,对声、光、电、磁等探测手段具有不确定的影响.     

《信号处理》“海上目标探测”专题(正刊)征稿通知

海洋目标类型多样,覆盖海面、水下、空中,包括民船(商船、渔船、货轮等)、军船(航母、驱逐舰、护卫舰等)、钻井平台、潜艇、无人潜航器、水雷、鱼雷,以及海上飞行的民航、军机(预警机、战斗机等)、导弹、无人机等,分布区域广阔。与此同时,受台风、洋流等因素影响,海洋环境复杂,气象多变,对声、光、电、磁等探测手段具有不确定的影响,现有的目标信息获取与处理能力远不能满足当前对各类型海洋目标连续、实时、精确的监视与预报需求。     

外军潜艇通信关键技术及发展趋势

潜艇通信是影响潜艇指挥和作战的重要因素之一,与一般水面舰艇通信相比,潜艇通信特点鲜明.跟踪外军潜艇通信关键技术及其发展,对于军事装备研制和潜艇作战指挥都具有十分重要的意义.从潜艇通信的发展历史入手,根据近年来潜艇通信的技术发展和发表的各种相关文献综述了潜艇水下隐蔽通信技术、潜艇通信系统的顽存技术和低截获通信技术等内容,...     

激光对潜通信

潜艇是海战中一个十分重要的作战平台,它在战争中起着不可替代的作用。然而一旦潜入水下,它与水面及司令部的通信由于海水对电磁波衰减大而变得异常困难。如何解决对水下潜艇通信成为世界各国军事科学家共同关心的课题之一。本文利用激光大气通信和光纤通信原理,大胆提出一种对潜通信方案并进行可行性分析。     

两栖作战中无人化装备发展现状分析

无人化作战已成为未来作战的重要特征.随着两栖作战理念、模式的变革与演进,无人化装备有望成为新时期两栖作战体系中的重要组成部分,为两栖作战的灵活性和多样化注入新的活力.目前世界各军事强国都在积极发展两栖无人化装备技术,为此分析了国内外无人作战飞机、无人潜航器、无人两栖战车、无人作战艇等无人化装备的使命任务、发展现状及趋势...     

两栖作战无人装备跨域协同运用研究

随着无人化、智能化装备大量涌现和应用,推动了两栖作战样式发生深刻变化,有人/无人、无人/无人跨域协同运用日渐成为两栖作战体系发展的重点。基于两栖作战特有的陆海空天电网多域、多平台融合参战,水陆跨介质转换等特点,在分析典型两栖作战场景和国外无人跨域作战体系建设现状基础上,系统梳理了无人车、无人艇、无人机、无人潜航器等在两栖作战中的典型应用及发展趋势,从陆空、海空、海潜、陆海、陆海空潜等方面,研究给出了两栖作战无人装备跨域协同运用的典型样式,以期为两栖无人跨域作战体系构建和有人、无人装备协同发展提供参考。     

水下无线通信技术发展研究

水下无线通信是水下通信技术的重要分支,是进行水下监测、水下开发和开展水下军事斗争的关键支撑。为了争夺水下资源和增强水下作战能力,水下无线通信已成为世界大国竞相发展的重要通信技术之一。文章首先介绍了水下无线电磁波通信、水声通信等水下无线通信的发展现状,接着对水下光通信、引力波通信、中微子通信、水下量子通信等水下无线通信的发展进行了展望,最后分析了水下无线通信技术发展面临的问题。     

移动互联网的发展趋势及电信运营商的发展策略

认为电信运营商需重点发展三类平台和开展三大经营.三类平台包括：电子渠道、应用商店等渠道平台,通信、位置、支付、认证等重点能力型平台,音乐、智慧城市等重点业务平台;三大经营包括：流量经营、帐号经营、能力经营.以用户帐号为基础,构建了云端结合的用户共享基础设施平台.该平台包括用户识别、黏住及引导3个环节,可以实现用户资源盘活和价值提升.     

面向海工装备智能化的海洋异构物联网架构

海洋工程装备正向智能化、信息化方向发展,对海洋工程装备、海上作业平台的状态安全监控及环境监测技术提出了更高的要求。提出了一种面向海工装备智能化的海洋异构物联网架构,基于水声通信、海上无线通信及智能网关和云平台实现海上作业装备及平台的远程监控与在线监测。介绍了网络架构的主要模块、关键技术及主要挑战。该网络架构可为基于物联网实现海工设备的远程诊断,最终实现全方位智能化提供借鉴与参考。     

水下通信定位识别一体化波形优化方法

为提升水下态势感知能力与态势信息交互的需求,通过分析水声通信信号波形参数与水声定位精度、识别概率间的关联关系,提出水下通信定位识别一体化波形优化设计方法和准则,给出水下一体化波形的具体设计流程,确定水声通信信号参数对水声定位、识别性能的约束关系。     

水下航行器遥控遥测系统误码率分析

水下航行器的运作与水声信道特性有着密不可分的关系,所以水声信道的研究对提高水下航行器性能起着非常重要的作用。从理论上介绍了水下航行器通信系统,着重分析了同一水声信道采用不同的调制解调方式(2ASK,2FSK,2PSK)时水下航行器系统误码率和信噪比的关系,然后通过MATLAB建立了系统仿真模型,得到了信噪比对误码率影响的仿真结果,并与理论结果进行了比较,对研究和设计水下航行器通信系统有着实际的指导意义。     

Software-driven sensor networks for short-range shallow water applications

Most existing underwater networks target deep and long range oceanic environments, which has led to the design of power hungry and expensive underwater communication hardware. Because of prohibitive monetary and energy cost of currently over-engineered communication hardware, dense deployments of shallow water sensor networks remain an elusive goal. To enable dense shallow water networks, we propose a network architecture that builds on the success of terrestrial sensor motes and that relies on the coupling of software modems and widely available speakers and microphones in sensor motes to establish acoustic communication links. In this paper, we analytically and empirically explore the potential of this acoustic communication system for the underwater environment. Our experimental approach first profiles the hardware in water after waterproofing the components with elastic membranes. The medium profiling results expose the favorable frequencies of operation for the hardware, enabling us to design a software FSK modem. Subsequently, our experiments evaluate the data transfer capability of the underwater channel with 8-frequency FSK software modems. The experiments within a 17 × 8 m controlled underwater environment yield an error-free channel capacity of 24 bps, and they also demonstrate that the system supports date rates between 6 and 48 bps with adaptive fidelity.     

面向水下机器人协同的LiFi通信技术研究

针对水下机器人在进行船舶无损检测和清污协同作业时出现的通信受干扰和传输延迟等问题,提出了一种基于LiFi通信技术的水下机器人协同作业的解决方案。将水下机器人载有的照明灯作为信号源,通过调制器将数据调制后以LED灯亮灭的形式发送,在另一个水下机器人上载有接收光载波信号的光电接收器,通过解调获取光信息。实验结果表明,LiFi通信具有传输数据快,安全性高,电磁干扰小,成本低廉等特点,提高了水下机器人的协同能力、信息安全性和精确性。     

一种采用高重复频率激光进行水声通信的方法

为研究空中平台与水下目标之间的激光声通信技术,提出了一种热膨胀机制下采用高重复频率激光进行水声通信的方法(重复频率法)。理论推导了高重复频率激光产生窄带声信号的过程,并通过实验测量进行了验证。利用高重复频率激光产生了频移键控(n-FSK)和多频移键控(n-MFSK)两种频移键控信号,结合现有激光器的技术指标,针对不同调制信号的水下通信距离、占用带宽、传输速率进行了分析计算,并与现有的方法(长脉冲法)进行了比较。结果表明,n-MFSK调制的传输速率比n-FSK调制的更快,频带利用率更高,但水下通信距离不及n-FSK调制;同为n-FSK调制,重复频率法的水下通信距离为1000m,比长脉冲法高40%,通信性能优于长脉冲法。     

基于接地天线的超低频信号全向辐射方法

为了解决超低频无线电信号辐射效率极低的难题,采用接地天线辐射超低频信号。由于接地天线辐射具有方向特性,使用一副接地天线对在不同海域里的水下机动平台进行水下通信时,通信可靠性不能得到保证。因此,提出了接地天线全向辐射超低频信号的方法。该方法首先构建两副相互垂直的接地天线以组成天线阵,然后通过精确地控制组成天线阵的两副接地天线输入电流的相位差,使天线阵在水平各方向上辐射的合成电场均匀一致,从而实现了超低频信号全向辐射。该方法能显著提高超低频通信的可靠性,最适合超低频对水下通信和对水下机动平台通信。在目前众多的超低频发射天线设计方案中,采用该方法构建的天线阵尺寸最小,效率最高,且简单、易于实现全向辐射,这对于推广超低频无线电信号在其他领域的应用是具有重要意义。．